Hielscher Ultraschalltechnik

Ultraschall-Kaltwasserextraktion von Mogrosiden aus Mönchsfrüchten

  • Mönchsfrüchte (S. grosvenorii) Extrakt und insbesondere sein zusammengesetztes Mogrosid V wird als natürlicher kalorienfreier Süßstoff verwendet.
    Mogroside.
  • Die Ultraschallextraktion ist eine einfache, schnelle, reproduzierbare und zuverlässige Extraktionsmethode, die erfolgreich angewendet wird, um aus Mönchsfrüchten natürliche kalorienfreie Süßstoffe herzustellen.
  • Die Ultraschallextraktion kann mit Wasser oder Lösungsmitteln wie Ethanol oder Methanol durchgeführt werden. Die Wasserextraktion ist eine grüne Methode, die es ermöglicht, hochwertige Mogrosidextrakte herzustellen.

Mogroside als Süßstoffe

Chemische Struktur des Mogrosids VDie Mönchsfrucht enthält Triterpenoide vom Typ Kürbis, die als Mogroside bekannt sind. Besonders das Mogrosid V erregte Aufmerksamkeit, da es eine 100-250 mal süßere Süße als normaler Zucker bietet und gleichzeitig null Kalorien enthält. Deshalb ist der Mönchsfruchtextrakt heute ein beliebter natürlicher, kalorienfreier Süßstoff. Seine süßlichen Mogroside zeigen verschiedene gesundheitliche Vorteile wie antioxidative und entzündungshemmende Eigenschaften, die den Konsum in vielerlei Hinsicht vorteilhaft machen.

Ultraschall-Extraktion von Mogrosiden aus Mönchsfrüchten

Die Ultraschallextraktionstechnik ist bekannt dafür, Extraktionsprozesse zu intensivieren, indem sie Zellstrukturen öffnet und den Stoffaustausch erhöht. Mogrosidextrakte können mit Wasser oder verschiedenen wässrigen Lösungen als Lösungsmittel sehr effizient aus dem Fruchtrohstoff gewonnen werden. Die Sondierung ist eine milde, nicht-thermische Behandlung, die mit Kaltwasserextraktion kombiniert werden kann, um Mönchsfruchtextrakte von höchster Qualität herzustellen. Durch die milde Prozesstemperatur und die Vermeidung aggressiver Lösungsmittel wird ein thermischer und chemischer Abbau der Mogroside verhindert.
Im Hinblick auf die Verwendung von Lösungsmitteln kann die Sondierung jedoch mit einer Vielzahl von Extraktionsmedien eingesetzt werden. Lesen Sie mehr über die Verwendung von Lösungsmitteln für die Ultraschallextraktion aus Pflanzenextrakten!
In einer Fallstudie von Luo et al. 2016 wurde beispielsweise festgestellt, dass die ultraschallunterstützte Fest-Flüssig-Extraktion von Mogrosiden in Methanol/Wasser (80:20 v/v) optimale Ergebnisse liefert und gleichzeitig bequem, kostengünstig und gut reproduzierbar ist.

Vorteile:

  • höhere Ausbeute
  • Höhere Qualität
  • nicht-thermische, kalte Extraktion
  • lösungsmittelfrei
  • reduzierten Extraktionsdauer
  • Prozessintensivierung
  • Nachrüstung möglich
  • Umweltfreundliche Extraktion
Hielscher Ultrasonics' SonoStation ist ein einfach zu bedienende Ultraschall-Setup für Produktionsmaßstab. (Klicken um zu vergrößern!)

SonoStation – ein Ultraschallsystem mit 2x 2kW Ultraschallgeräten, Rührtank und Pumpe – ist ein benutzerfreundliches System zur Extraktion.

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Hochleistungs-Ultraschallindikatoren für die Extraktion

Ultraschallprozessor UIP4000hdT (4kW) zur Extraktion von Pektinen in einem industriellen Inline-Prozess.

Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren

Hielscher Ultrasonics‘ Angebote kleine, mittelgroß und Industriell Ultraschallprozessoren, die rund um die Uhr betrieben werden können. Abhängig von Ihrem Rohstoff und Ihrem Prozessvolumen können wir Ihnen ein auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittenes Ultraschall-Extraktionssystem anbieten. Sie können zwischen Batch- und kontinuierlicher Extraktion wählen. Ein späteres Scale-up auf größere Prozesskapazitäten ist problemlos möglich, da Ultraschallprozesse linear skaliert werden können.
Die Pilot- und Industriesysteme von Hielscher können sehr hohe Amplituden liefern. – ermöglicht es, Amplituden von bis zu 200µm zuverlässig und kontinuierlich im 24/7-Betrieb zu betreiben. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den Einsatz bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen.
Als langjähriger Hersteller von Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren ist Hielscher Ihr zuverlässiger Partner für anspruchsvolle Extraktionen. Wir konsultieren und unterstützen unsere Kunden mit unserem Wissen und führen sie von der Machbarkeitsprüfung bis zur industriellen Installation.
Kontaktieren Sie uns jetzt! Gerne besprechen wir mit Ihnen Ihre Extraktionsanforderungen!
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Vorteile der Ultraschallextraktion

  • Hochwertige Extrakte
  • vollständigere Extraktion
  • hohe Extraktionsrate
  • Verwendung von verschiedenen Lösungsmitteln
  • nicht toxisch
  • Nicht-thermische (kalte) Methode
  • Schneller Extraktionsprozess
  • Sicher und einfach zu bedienen
  • die lineare Skalierbarkeit

Literatur

  • Jing Liu, Can Liu, Yonghai Rong, Long Rong (2012): Extraktion von Mogrosid und Limonin mit verschiedenen Extraktionsmethoden und deren Modellierung. International Journal of Food Engineering, Band 8, Ausgabe 2. 1556-3758.
  • Luo Z., Shi H., Zhang K., Qin X., Guo Y., Ma X. (2016): Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrieverfahren zur gleichzeitigen Bestimmung mehrerer süßer Mogroside in den Früchten von Siraitia grosvenorii und seinen vermarkteten Süßstoffen. J Sep Sci. November 2016;39(21):4124-4135.


Wissenswertes

Mönchsfrucht

Die Früchte der Siraitia grosvenorii (Swingle), einer krautigen Rebe, die auch als Luo Han Guo, Buddha fuit oder Langlebigkeitsfrucht bekannt ist, sind in Asien weit verbreitet, wo sie als Heilpflanze zur Behandlung von Husten, Halsschmerzen und Verstopfung geschätzt werden. In der westlichen Welt haben Mönchsfruchtextrakte als kalorienfreier Süßstoff für Lebensmittel und Getränke eine hohe Popularität erlangt.
Die Hauptkomponenten der rohen Luo Han Guo Fruchtextrakte sind Cucurbitanglykoside (bekannt als Mogroside, insbesondere die Mogroside II, III, IV, V und VI) sowie Flavonoide und Melanoidine.
Mogroside sind cucurbitanartige Triterpenoidglykoside, die für den intensiven süßen Geschmack verantwortlich sind. Mönchsfrüchte‘ Glykoside bestehen aus verschiedenen Mogrosiden. Mogrosid V ist die wichtigste Süßstoffkomponente der Frucht und ist in relativ hohen Mengen (0,50%) in S. grosvenorii enthalten. Der reine Mogrosid-V-Extrakt ist ca. 250-450 mal süßer als derjenige der gleichen Konzentration an Saccharose (Tafelzucker).
Mönchsfruchtextrakt, der mit Wasser als Lösungsmittel isoliert wurde, ist ca. 150 mal süßer als Saccharose und soll auch beim Kochen in Wasser für 5 h stabil bleiben.
Die Forschung hat gezeigt, dass das Mogrosid V als Antioxidans wirkt, das reaktive Sauerstoffspezies (ROS) abfangen kann und dadurch DNA-Schäden verhindert. Diese vielfältigen Eigenschaften der Mogroside der Mönchsfrüchte machen den Extrakt zu einem hochwertigen Produkt. Die ultraschallunterstützte Extraktion wurde erfolgreich eingesetzt, um das Mogrosid V aus S. grosvenorii (Mönchsfrucht) für den ernährungsphysiologischen Einsatz in Lebensmitteln und Getränken sowie für Medizinprodukte zu extrahieren und zu isolieren.